Настоящее имя — Карл Казимир Теодор Майергольд (нем. Karl Kasimir Theodor Meyergold). Имя Всеволод, в честь любимого им тогда писателя Гаршина, Мейерхольд взял себе незадолго до женитьбы, тогда же он принял православие.
Родился 28 января по старому стилю (9 февраля по новому) 1874 года в Пензе в лютеранской немецкой семье винозаводчика Эмилия Федоровича Майергольда и его жены Альвины Даниловны (урожденной Неезе). Он был восьмым ребенком в семье.
В 1895 году окончил Пензенскую гимназию и поступил на юридический факультет Московского университета. В этом же году, по исполнении совершеннолетия (21 года), Мейерхольд принял православие и изменил собственное имя на Всеволод (в честь своего любимого писателя В. М. Гаршина).
В 1896 году он переходит на 2-й курс Театрально-музыкального училища Московского филармонического общества в класс Вл. И. Немировича-Данченко.
В 1898 году окончил училище и вместе с другими выпускниками (О. Л. Книппер, И. М. Москвин) вступил в труппу создаваемого Московского художественного театра. Играл роли Василия Шуйского («Царь Фёдор Иоаннович») и Иоанна Грозного («Смерть Иоанна Грозного») А. К. Толстого, принца Арагонского («Венецианский купец» У. Шекспир), Тирезия («Антигона» Софокла), Иоганнеса («Одинокие люди» Г. Гауптмана), Треплева («Чайка») и Тузенбаха («Три сестры») А. Чехова.
В 1906 году был приглашён В. Ф. Комиссаржевской в Петербург главным режиссёром её собственного Драматического театра. За один сезон выпустил 13 спектаклей — «Гедду Габлер» Г. Ибсена, «Сестру Беатрису», М. Метерлинка, «Балаганчик» А. Блока, «Жизнь человека» Л. Н. Андреева.
После Октябрьской революции поставил в Петрограде «Мистерию-буфф» В.Маяковского (1918 годах). В 1921 году ставит вторую редакцию этой же пьесы в Москве. В марте 1918 года в кафе «Красный петух», открытом в бывшем Пассаже Сан-Галли, Мейерхольдом была поставлена пьеса А. Блока «Незнакомка».
В 1918 году на Курсах мастерства сценических постановок в Петрограде вводится преподавание биомеханики как теории движений; в 1921 году в ГВЫРМ Мейерхольд использует этот термин для занятий сценическим движением.
Государственный театр им. Вс.Мейерхольда (ГосТиМ) был создан в Москве в 1920-м первоначально под названием «Театр РСФСР-I», затем с 1922 года назывался «Театр Актёра», с 1923 — «Театр Вс. Мейерхольда» (ТиМ); в 1926-м театру было присвоено название «Государственный» и «имени Вс. Мейерхольда» («ГосТиМ»)
В 1922—1924 год Мейерхольд, параллельно деятельности по формированию своего театра, руководил Театром Революции.
Попытки закрыть ГосТим предпринимались постоянно, начиная с 1928 года.
8 января 1938 года театр был закрыт. Приказ Комитета по делам искусств при Совнаркоме СССР «О ликвидации Театра им. Вс. Мейерхольда» опубликован в газете «Правда» 8 января 1938 года.
После закрытия Театра Мейерхольда, К. С. Станиславский предложил оставшемуся без работы режиссёру сотрудничество в руководимом им самим оперном театре.
20 июня 1939 года был арестован в Ленинграде; одновременно в его квартире в Брюсовом переулке Москвы был произведён обыск. В протоколе обыска зафиксирована жалоба его жены 3инаиды Райх, протестовавшей против методов одного из агентов НКВД. Вскоре она была убита неустановленными лицами.
«Мейерхольд говорил, что он верит в свою звезду, и я теперь ничего не понимаю» (Из письма дочери Зинаиды Райх, Татьяны, к М. Шагинян от 20.07.1939).
После трёх недель допросов, сопровождавшихся пытками, подписал нужные следствию показания: обвинялся по статье 58-й УК РСФСР.
В январе 1940 года Мейерхольд писал В. М. Молотову
Заседание Военной коллегии Верховного суда СССР состоялось 1 февраля 1940 года; приговор — расстрел.
2 февраля 1940 года был расстрелян.
В 1955 году Верховный суд СССР посмертно реабилитировал Мейерхольда.
Похоронен на Донском кладбище в Москве в одной из трёх общих могил жертв коммунистических репрессий.
Центр театрального искусства «Дом Мейерхольда»
С 1926 по 1939 годы жил и работал на даче №3 Горенского парка Балашихи (с 1970 года - улица С.Есенина). В этот период им были подготовлены наиболее значительные спектакли: «Клоп», «Баня» Маяковского, «Последний решительный» Вишневского, «Ревизор» Гоголя и многие другие. Дом, в котором жил и работал Мейерхольд, объявлен памятником истории и подлежит охране. Здесь установлен памятный знак. Его автор — скульптор Ю. Хмелевской